YF
Yani Fan
Author with expertise in Plant Signaling and Communication Mechanisms
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
4
/
i10-index:
1
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The Genomes of Nematode-Trapping Fungi Provide Insights into the Origin and Diversification of Fungal Carnivorism

Yani Fan et al.Mar 27, 2024
+10
L
W
Y
Abstract Nematode-trapping fungi (NTF), most of which belong to a monophyletic lineage in Ascomycota, cannibalize nematodes and other microscopic animals, raising questions regarding the types and mechanisms of genomic changes that enabled carnivorism and adaptation to the carbon-rich and nitrogen-poor environment created by the Permian-Triassic extinction event. Here, we conducted comparative genomic analyses of 21 NTF and 21 non-NTF to address these questions. Carnivorism-associated changes include expanded genes for nematode capture, infection, and consumption (e.g., adhesive proteins, CAP superfamily, eukaryotic aspartyl proteases, and serine-type peptidases). Although the link between secondary metabolite (SM) production and carnivorism remains unclear, we found that the numbers of SM gene clusters among NTF are significantly lower than those among non-NTF. Significantly expanded cellulose degradation gene families (GH5, GH7, AA9, and CBM1) and contracted genes for carbon-nitrogen hydrolases (enzymes that degrade organic nitrogen to ammonia) are likely associated with adaptation to the carbon-rich and nitrogen-poor environment. Through horizontal gene transfer events from bacteria, NTF acquired the Mur gene cluster (participating in synthesizing peptidoglycan of the bacterial cell wall) and Hyl (a virulence factor in animals). Disruption of MurE reduced NTF’s ability to attract nematodes, supporting its role in carnivorism. This study provides new insights into how NTF evolved and diversified after the Permian-Triassic mass extinction event.
0
Citation1
0
Save
0

Characterization of Genome-wide Phylogenetic Conflict Uncovers Evolutionary Modes of Carnivorous Fungi

Weiwei Zhang et al.Mar 25, 2024
+6
Y
W
W
Abstract Mass extinction has often paved the way for rapid evolutionary radiation, resulting in the emergence of diverse taxa within specific lineages. While the emergence and diversification of carnivorous nematode-trapping fungi (NTF) in Ascomycota has been linked to the Permian-Triassic (PT) extinction, the processes underlying NTF radiation remain unclear. Here, we conducted phylogenomic analyses using 23 genomes spanning three NTF lineages, each employing distinct nematode traps — mechanical traps ( Drechslerella spp.), three-dimensional (3-D) adhesive traps ( Arthrobotrys spp.), and two-dimensional (2-D) adhesive traps ( Dactylellina spp.), and one non-NTF species as the outgroup. This analysis revealed how diverse mechanisms contributed to the tempo of NTF evolution and rapid radiation. The genome-scale species tree of NTFs suggested that Drechslerella emerged earlier than Arthrobotrys and Dactylellina . Extensive genome-wide phylogenetic discordance was observed, mainly due to incomplete lineage sorting (ILS) between lineages (∼81.3%). Modes of non-vertical evolution (i.e., introgression and horizontal gene transfer) also contributed to phylogenetic discordance. The ILS genes that are associated with hyphal growth and trap morphogenesis (e.g., those associated with the cell membrane system and cellular polarity division) exhibited signs of positive selection.